摘 要：在工业生产过程中，焊接是一项重要的加工工艺，其对生产加工效率和质量有着重要的影响。在焊接的过程中，存在多种因素会影响到焊接的质量，而一旦出现焊接变形，不仅会对焊接对象的性能以及结构的稳定性造成影响，还会损害到企业的经济效益。文章对于影响焊接变形的原因进行了分析，然后提出控制的措施，对于提高焊接质量具有重要的意义。
关键词：焊接变形；影响因素；残余应力；控制措施
引言
随着工业生产的快速发展，焊接工艺显得愈加重要。合理的安排焊接工艺，正确使用焊接方法，是控制焊接变形、降低生产成本的重要条件。焊接变形是影响焊接质量的重要因素，其对于焊接结构的性能、安全性和可靠性都有直接的影响，一旦出现焊接变形，在焊接接头处就会出现冷、热裂纹，从而影响到焊接对象的力学性能，导致生产效率下降，生产成本增加。所以，为了有效地控制焊接变形，应该熟练掌握焊接对象的热物理性能以及力学性能，根据实际情况，制定出科学合理的焊接工艺，避免焊接变形的出现。
1 焊接变形的影响因素
出现焊接变形，是在多种因素的交互作用下产生的，而决定性因素是在焊接的过程中，由于局部出现不均匀的热输入，所以导致焊接变形。一般情况下，焊接变形主要有两种情况：一种是在焊接加热的过程中出现的瞬态热变形；另一种是在常温状态下出现的残余变形。
1.1 材料因素
材料自身的热物理性能以及力学性能是影响焊接变形的重要因素，因为在对材料接头加热焊接时，材料自身的各项属性对于热量的耐受度以及承受的极限，都会对焊接变形产生一定的影响。从热物理性能来讲，材料的热传导系数越小，其自身的温度变化就越大，从而出现焊接变形的几率就越大。而从力学角度来讲，影响的因素要相对复杂一些，主要有热膨胀系数、屈服极限、弹性模量以及塑性应变等。当材料的热膨胀系数增加时，变形的程度就越大，也是对焊接变形影响最大的要素。弹性模量与焊接变形之间的关系是反比例的，也就是说弹性模量越大，出现焊接变形的几率就越低。在屈服极限增加的情况下，焊接变形的过程中就会产生较大的残余应力，加之平均应力较高，焊接材料在结构上应对变形的储存能力增加，极易导致材料出现脆性断裂。塑性应变和塑性区域减小，焊接变形也随之减小。
1.2 结构因素
在对材料焊接之前，就会对变形因素进行综合考虑，会结合材料自身的性能以及实际所需，而进行合理的结构设计，以降低焊接变形的出现。而结构设计也是影响焊接变形最为复杂的因素，一般情况下，为了降低焊接变形，都会采用加强板或者加强筋的处理方法，以此来起到保护作用。在结构的约束度增加的情况下，焊接过程中的残余应力也会相应的增加，从而降低焊接变形的几率。但是在实际焊接的过程中，由于材料自身的结构约束会发生变化，加之外界环境的影响，就会导致结构约束变得复杂。所以在实际焊接过程中，为了从结构因素考虑而使用加强板或者加强筋，就需要合理计算尺寸和数量，以有效控制焊接变形。
1.3 工艺因素
焊接工艺是影响焊接变形的直接因素，因为一切操作都是在这一程序下进行的，采用何种焊接方法、焊接的顺序、焊接时的定位以及热输入量等都是影响焊接变形的重要因素，这一系列程序被称之为焊接工艺。其中的焊接顺序对焊接变形的影响最大，不同的焊接顺序对于结构的残余应力影响不同，在分布状态上有很大的差别。在焊接工艺中，还涉及到复杂的工艺参数，需要对焊接过程中的各项技术参数进行统计分析，从而确定合理的焊接工艺，改善残余应力，降低焊接变形。
2 焊接变形的控制措施
2.1 材料的选择
焊接材料的选择尤为关键。因为，材料自身的各项性能会直接影响到焊接变形，所以在选择材料时，要从热物理性能和力学性能等方面综合考虑。一般都会选择热传导系数较大的材料，这样材料自身的温度变化较小，有利于降低焊接变形。从力学性能方面来讲，会选择热膨胀系数和弹性模量都较小的材料。但是在实际操作过程中，材料自身的性能都有一个固定的范围，所以对于各项性能的要求就要做好权衡，从材料的选择方面控制焊接变形相对比较困难。在材料的性能受到局限时，就应该根据这种材料的性能来合理的确定焊接结构设计和焊接工艺，以此来控制焊接变形。
2.2 加强结构设计
（1）焊缝设计。焊缝的大小是影响焊接变形的重要因素，焊缝的尺寸设计的越大，产生变形的几率就越高。所以在进行焊缝设计时，在确保构件能够满足承载要求的基础上，焊缝设计的尺寸越小越好，以提高焊接质量，减小焊接变形。
（2）焊缝数量。焊缝数量对焊接变形的影响显而易见，焊缝越少对焊接变形越有利，这就要求设计时尽可能在满足要求的条件下，优化焊缝数量，避免不必要的焊缝，从而控制焊接变形。
（3）焊缝位置。焊缝位置设计得合理，可有效减少梁和柱等结构的变形，设计时应尽量将焊缝布置在中性轴附近。
2.3 改善工艺措施
（1）焊接前措施。在焊接之前能够采取的措施主要就是预防变形。首先，对于焊接变形做一个预测，然后在对待焊接对象装配时，做一个大小相同，但是方向相反的形状，如此在进行焊接时就会与将要产生的变形相互抵消。在焊接对象为平面结构时，为了防止出现拉伸导致的变形，在焊接之前可以使薄板留有一些张力或者是热膨胀，在焊接之后再去除外力，可以有效的降低变形。此外，还可以通过刚性固定来防止变形，在焊接之前，利用夹具将焊接对象进行刚性固定，从而防止其出现角变形或者弯曲变形。
（2）焊接过程措施。控制焊接参数、有效选择焊接顺序、加热、碾压、激冷等方法可实现对焊接变形的控制。激冷方法也是控制焊接变形非常有效的工艺方法，随焊激冷能够显著降低焊接残余应力，减小焊接变形。在焊接时，尤其是在多道焊接过程中，焊接顺序的选择对残余应力和焊接变形的影响较大，采用不同的焊接顺序，可以改变残余应力的分布规律。
（3）焊接后措施。在焊接程序完成以后，焊接变形已经成为既成事实，所以此时只能对其进行矫正。矫正方法有两种，一种是对构件进行整体或者局部加热，当温度达到锻造温度时再矫正。另一种方法是机械矫正，主要是利用静力加压、焊缝滚压或者是锤击等方式，对构件实施机械压力，与变形方向产生一个反向力，从而实现变形矫正。
3 结束语
焊接变形是影响焊接质量的重要因素，所以要对影响焊接变形的原因进行分析，从而制定出相应的控制措施，最大程度的减少焊接变形的出现。通过上文的分析可以知道，影响焊接变形的因素比较复杂，并且每种控制措施都有其自身的局限性，所以在实际应用的过程中，就应该根据实际情况，选择适宜的控制方法。随着科学技术的快速发展，焊接技术水平会不断的提升，焊接变形也会得到有效的控制，这还需要我们共同的努力，为焊接工艺的发展贡献更大的力量。
参考文献
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